The GROSMarin experiment: : three dimensional crustal structure of the North Ligurian margin from refraction tomography and preliminary analysis of microseismic measurements

• Autores: Jean-Xavier Dessa, Soazig Simon, Marjorie Lelievre, Marie-Odile Beslier, Anne Deschamps, Nicole Bethoux, Stefano Solarino, Françoise Sage, Elena Eva, Gabriele Ferretti, Olivier Bellier, Claudio Eva
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 182, Nº. 4, 2011 (Ejemplar dedicado a: Seismic risk in regions of moderate seismicity: from hazard to vulnerability / coord. por Olivier Bellier), págs. 305-321
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • L'expérience GROSMarin: structure crustale en trois dimensions de la marge Nord-Ligure par tomographie d'ondes réfractées et analyse préliminaire de mesures microsismiques
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• Resumen
  • English

    The deep structure of the North Ligurian margin and its contiguous Ligurian basin as well as the seismicity recorded in these zones are neither well understood nor precisely constrained. In order to better address these questions, there is a need for offshore instrumenting, which was realised for a duration of nearly 6 months during the GROSMarin (Grand Réseau d'Observation Sous-Marin) experiment. An array of 21 ocean bottom seismometers was deployed over the most active area of the margin and was complemented on land by mobile seismological stations that densified existing permanent networks. We also realised the acquisition of deep refraction seismic shots at sea in order to get a 3D distribution of velocities along the margin through travel time tomography. We present here a preliminary analysis of the seismicity recorded during this experiment and a tomographic model of the margin structures obtained using data from the offshore network only. Our results support the existence of a high velocity zone at the base of a domain interpreted as transitional between continental and oceanic ones, on the northern part of the deep basin. A very similar pattern is observed across the neighbouring margin of the Gulf of Lions and is most likely related to serpentinisation of the underlying mantle during late rifting and continental break-up. North of this transition zone, we observe the basinward crustal thinning of the continental crust beneath the margin that seemingly narrows eastward. To the south, our results hint at transition to the oceanic domain. In contrast, our velocity distribution does not reveal a transition along strike between transitional and oceanic domains, as previous works suggest. Some microseismic activity was recorded throughout the duration of the experiment, on land and at sea. The number of detected events and precision of location were both improved by our considering French and Italian permanent networks. The detection capabilities of our dense network still need to be fully exploited.

  • français

    La structure profonde de la marge Nord-Ligure et du bassin Ligure contigu, ainsi que la sismicité enregistrée sur ces zones ne sont pas bien comprises ni précisément contraintes. Pour mieux cerner ces questions, il est nécessaire de disposer d'une instrumentation en mer, ce qui a été réalisé durant presque 6 mois dans le cadre du projet GROSMarin (Grand Réseau d'Observation Sous-Marin). Un réseau de 21 sismomètres de fond de mer a été déployé à cette occasion sur la partie la plus active de la marge, complété à terre par des déploiements de stations sismologiques temporaires ve-nant densifier les réseaux régionaux permanents. Nous avons également réalisé des tirs de sismique réfraction profonde afin d'obtenir une distribution 3D des vitesses sur la marge par tomographie des temps d'arrivées. Nous présentons ici une analyse préliminaire de la sismicité enregistrée durant cette expérience et un modèle tomographique des structures de la marge obtenues à partir des seules données du réseau sous-marin. Nos résultats soutiennent l'existence d'une zone de vitesses élevées en base d'un domaine interprété comme transitionnel entre domaines continental et océanique, sur la partie Nord du bassin profond. Une observation similaire est faite sur la marge voisine du golfe du Lion et se trouve vraisemblablement liée à la serpentinisation du manteau sous-jacent durant la phase tardive du rifting et la rupture continentale. Au nord de cette zone de transition, nous observons également l'amincissement crustal sous la marge qui semble devenir plus étroit vers l'est. Au sud, nos résultats semblent indiquer une transition vers le domaine océanique. Par contre, notre distribution de vitesse ne révèle pas une transition parallèle à la marge entre croûte transitionnelle et océanique, comme de précédents travaux le suggèrent. Une activité microsismique a été enregistrée durant la durée de déploiement. Le nombre d'évènements détectés ainsi que la précision de localisation se trouvent améliorés en considé-rant les données des réseaux permanents français et italiens. Les capacités de détection de notre réseau temporaire dense restent à pleinement exploiter.